CH554059A - Aus blechstreifen zusammengesetzter elektrischer leiter und verfahren zu dessen herstellung. - Google Patents

Description

  
 



   Die vorliegende Erfindung betrifft einen aus Blechstreifen zusammengesetzten elektrischen Leiter, insbesondere Wärmedehnungskompensator oder gekühlte Sammelschiene, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.



   Zum Kompensieren der Wärmeausdehnung von steifen elektrischen Leitern, z. B. Sammelschienen, Rohrkabeln oder dgl. müssen bewegliche Zwischenglieder eingebaut werden, welche z.B. aus flexiblen Seilen oder aus gebogenen Blechpaketen bestehen.



   Zum Kühlen von im Querschnitt unterteilten elektrischen Leiterschienen ist es bekannt, die aussenliegenden Teilschienen zwecks Vergrösserung der kühlenden Oberfläche seitlich auszubiegen und an ihren Enden zu verschweissen.



   Zur Herstellung von biegsamen Blechpaketen werden Blechstreifen von 0,3... 1,5 mm Dicke und ca. 40... 150 mm Breite aus Aluminium oder Kupfer verwendet. Diese wurden bisher an beiden Enden mit massiven Platten derselben Breite und aus demselben Material verschweisst. Dieses Verschweissen ist, insbesondere bei Aluminium, sehr schwierig und kann nur unter Schutzgas erfolgen. Aber auch bei einwandfreier Verschweissung treten im Betrieb häufig Blechbrüche an der Verbindungsstelle auf.



   Ein anderes bekanntes Verfahren beruht darauf, dass Blechstreifen verwendet werden, die in ihren Endpartien mittels Nieten verbunden werden. Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass die Nietverbindung zwischen den einzelnen Blechen infolge Oxydation keine einwandfreie elektrische Verbindung ergibt.



   Ähnliche Probleme entstehen bei der Herstellung von zwecks Kühlung unterteilten Flach-Sammelschienen und bei andern Kühlkörpern.



   Die vorliegende Erfindung vermeidet diese Nachteile durch Schaffung eines zusammengesetzten Leiters, der sich dadurch auszeichnet, dass die Berührungsflächen einer Anzahl übereinanderliegender Blechstreifen an mindestens zwei Stellen über die Streifenbreite sprenggeschweisst sind.



   Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung erläutert. Es zeigen schematisch:
Fig. 1 einen Wärmedehnungskompensator aus einem Blechstreifenbündel und an seinen beiden Enden angeschweissten Platten gemäss dem Stande der Technik,
Fig. 2 ein Blechbündel mit Distanzeinlagen vor dem Sprengschweissen, für einen erfindungsgemässen Leiter,
Fig. 3 ein Blechbündel mit sprenggeschweissten Enden, als Ausführungsvariante der Erfindung, in Form eines Wärmeausdehnungskompensators in Seitenansicht,
Fig. 4 eine Draufsicht auf das Blechbündel nach Fig. 3,
Fig. 5 eine Seitenansicht einer unterteilten, aus parallelen Teilschienen zusammengesetzten Sammelschiene gemäss einer Ausführungsform der Erfindung.



   In Fig. 1 ist ein Wärmedehnungskompensator dargestellt, wie er zum Stande der Technik gehört. Dieser Kompensator setzt sich aus Blechstreifen 1 zusammen, an deren Enden stirnseitig je eine Platte 3 und 4 mittels Schweissnähten 6 und 7 angeschweisst ist. Die Blechstreifen 1 sind zwecks Dehnungsmöglichkeit im mittleren Bereich seitlich ausgebogen, d. h. mit einer Kompensationsfalte 9 versehen.



   Zur Herstellung derartiger Wärmedehnungskompensatoren aus Blechstreifenbündel dienen Blechstreifen aus Aluminium, Kupfer oder einem anderen billigen und elektrisch gut leitenden Material. Die Blechdicke beträgt vorzugsweise 0,3 bis 1,5 mm für Kompensatoren, und vorzugsweise 1 bis 10 mm für unterteilte Sammelschienen, Kühlkörper und dgl. Die Blechbreiten eines fertigen Kompensators bewegen sich normalerweise im Grössenbereich von 40 bis 150 mm oder darüber, während die Länge in den Grenzen zwischen 100 und 700 mm (für unterteilte Sammelschienen noch mehr) liegt. Diese Blechstreifen werden normalerweise aus Blechtafeln geschnitten, deren Länge   z.B. 2    m und deren Breite   z.B. 50    cm beträgt.



  Sie sind alle gleich lang und eben.



   Zum Herstellen eines Wärmekompensators gemäss einer Ausführungsform der Erfindung wird wie folgt vorgegangen: Die Blechstreifen 14 werden im Sinne der   Fig 2    zu einem Bündel 12 geschichtet, was vorteilhafterweise in einer Vorrichtung erfolgt, die mit Anschlägen versehen ist. Zwischen je zwei derartigen Blechstreifen 14, als Leiterbleche bezeichnet, wird eine kürzere Zwischenlage z. B. aus Metallblech oder Kunststoff, als Distanzkörper 16 eingelegt. Die Distanzkörper 16 sind im Mittelbereich zwischen den Blechstreifen 14 angeordnet, derart, dass die Blechstreifen 14 an beiden Enden frei über die Distanzkörper 16 hinausragen. Es ist darauf zu achten, dass die Leiterbleche 14 an ihren freien Enden parallel verlaufen oder jedenfalls über die gesamte freie Länge untereinander berührungsfrei sind.

  Um dies zu gewährleisten, können die Enden falls erforderlich mit Distanzkörper, sogenannten Kämmen (nicht dargestellt), versehen werden. Gleichmässige anfängliche Abstände der Blechstreifen 14 sind beim anschliessenden Sprengschweissvorgang von Bedeutung. Es ist möglich, solche an den Enden eingeschobene Kämme nicht aus Stahl zur Wiederverwendung, sondern als billige  verlorene  Teile,   z.B.   



  aus Kunststoff, auszuführen.



   Das in dieser Weise vorbereitete Blechstreifenbündel 12   (Fig. 2)    wird hierauf in eine entsprechende,   z. B.    zweiteilige Halte- oder Pressvorrichtung gebracht, welche gestrichelt angedeutet und mit 41, 51 bezeichnet ist, zwecks Erzeugung einer Kompensationsfalte, wie dies Fig. 3 zeigt.



   Um ferner einen sanften Übergang zwischen den zu einem weitgehend homogenen sprenggeschweissten Körper vereinigten Enden der Bleche und den einzelnen, aus diesem Körper herausführenden Blechstreifen zu erreichen, werden im Bereich dieser Stellen 20 vorzugsweise nachgiebige Zwischenlagen als Distanzkörper 16,   z.B.    aus Kunststoff, Gummi oder dgl. zwischen die Bleche geschoben.



   In einem weiteren Arbeitsgang werden die parallelen Enden des Blechstreifenbündels mittels Sprengschweissen (Ladungen 44 gestrichelt angedeutet) in eine kompakte Platte verwandelt, wie dies Fig. 3 zeigt, die einen Kompensator 22 darstellt, der aus Blechstreifen 24 aufgebaut ist und dessen Enden mittels Sprengschweissung zu plattenförmigen Teilen 26 und 27 verschweisst sind. Das Sprengschweissen kann an jedem Ende sowohl durch einseitig als auch durch beidseitig angebrachte und gezündete Sprengladungen 44 erreicht werden.



   Es ist grundsätzlich auch möglich, das Sprengschweissen am geraden Blechstreifenbündel 12 vorzunehmen und erst nach dem Sprengen im Mittelbereich eine Kompensationsfalte zu pressen
Es ist hervorzuheben, dass die Zündung aller Sprengladungen (deren zwei oder vier) gleichzeitig erfolgen muss, ansonst der Erfolg nicht gewährleistet ist. Zu diesen Zweck kann die Auslösung der Detonation mittels Sprengkapseln erfolgen. Die entsprechende Pressvorrichtung schützt die zu verbindenden Bleche vor Beschädigungen durch den Sprengvorgang. Sofern das Blechstreifenbündel noch keine Kompensationsfalte aufweist, ist ein derartiger Schutz durch eine Pressvorrichtung nicht immer erforderlich.

 

   Nach dem Sprengschweissen werden die zwischen den einzelnen Blechstreifen eingelegten Distanzhalter entfernt.



  Hierauf wird der Kompensator in einer Presse behandelt, um allenfalls die verschweissten Partien auszuebnen, wobei gleich zeitig entsprechende Randteile abgestanzt und/oder Befestigungslöcher oder dgl. ausgestanzt werden können   (Fig. 4).   



   Die Pressbacken sind vorzugsweise für das Pressen grösserer Flächen quer mit einer feinen Rillung versehen, die sich in die Oberflächen der sprenggeschweissten Körper einprägt und nach dem Montieren einen guten Stromübergang sichert.  



   Anschliessend werden die Kompensatoren in Längsrichtung zum Einstellen der gewünschten Länge (z. B. eine verlangte Einbaulänge bei vorbestimmter Temperatur) gestaucht oder gepresst.



   Um während des Sprengschweissvorganges zu verhüten, dass die zu einer kompakten Platte geformten Enden sich wölben, weil der Explosionsdruck an den seitlichen Wänden weniger Widerstand findet als in der Mitte, können gegebenenfalls an die Seitenflächen der Blechstreifenbündel rechteckige Randkörper 30 aus Metall oder Kunststoff bis zur Berührung zugeschoben werden, wie Fig. 4 gestrichelt zeigt. Diese Randkörper müssen ungefähr so dick sein wie das Blechstreifenbündel nach dem Sprengschweissen. Sie werden durch die Sprengschweissexplosion weggeschleudert.



   Bei Durchführung einer einseitigen Sprengung, d. h.



  entgegen der Fig. 2 mit nur einer Sprengladung 44 an jedem Ende des Blechstreifenbündels ist dafür zu sorgen, dass die freie Seite nicht stellenweise mit dem Werkzeug verschweisst.



  Eine mögliche Abhilfe besteht darin, dass das Werkzeug an gefährdeten Stellen mit einem   Öl,    beispielsweise einem Silikonöl, eingestrichen wird oder dass eine entsprechende Kunststoff-, Gummi- oder Papierzwischenlage zwischen dem Werkzeug und dem untersten Blech angeordnet wird. Ferner ist zwischen dem bersten Blech und dem Sprengstoff mit Vorteil eine Metall-, Kunststoff- oder Gummifolie einzulegen, weil sonst insbesondere bei Blechen aus Aluminium, eine unschöne Oberfläche entstehen kann. Bei der Verwendung metallischer Distanzhalter besteht die Gefahr des Abscherens, insbesondere der aussenliegenden Blechstreifen, an den Enden der Distanzhalter. Dies kann, wie erwähnt, dadurch vermieden werden, dass mittels eingelegter Kunststoff- oder Gummistäbe eine Dämpfung erreicht wird, wobei die Stäbe zu einem kammartigen Gebilde zusammengebaut sein können.

 

   Um einen allmählichen örtlichen Übergang vom kompakten Körper zu den einzelnen Blechen zu sichern, ist es zweckmässig, die Distanzstreifen ungleich lang zu wählen und deren Länge nach einer Seite, oder zwecks symmetrischer Ausführung, von beiden Seiten gegen die Mitte hin zunehmen zu lassen.



   Fig. 5 zeigt eine unterteilte, dreiteilige Leiterschiene 33 mit Zwischenräumen 35 und 36 für den Durchtritt von Kühlluft zwischen den einzelnen Teilschienen 38, 39 und 40. Diese Teilschienen sind an ihren Enden durch Sprengschweissung im Sinne der vorstehenden Darlegungen verbunden. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   I. Aus Blechstreifen zusammengesetzter elektrischer Leiter, dadurch gekennzeichnet, dass die Berührungsflächen einer Anzahl übereinanderliegender Blechstreifen (14, 24, 38, 39, 40) an mindestens zwei Stellen (26, 27) über die Streifenbreite sprenggeschweisst sind.

   II. Verfahren zur Herstellung des elektrischen Leiters nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl Blechstreifen (14, 24, 38, 39, 40) zu einem Bündel (12) geschichtet wird, worauf alle Streifen durch Zünden von Sprengladungen an den zwei Stellen untereinander verschweisst werden.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Leiter nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweissfläche mindestens dem Querschnitt der Summe der Blechstreifen (14, 24, 38, 39, 40) entspricht.

   2. Als Wärmeausdehnungskompensator verwendbarer Leiter nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechstreifen (24) eine Kompensationsfalte (22) aufweisen.

   3. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeich net, dass man in das Blechstreifenbündel (24) vor oder nach dem Sprengschweissen im Mittelbereich eine Kompensations falte (22) presst.

   4. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeich net, dass man die einzelnen Blechstreifen (14) vor der Spren gung zu einem Bündel (12) zusammenfügt und im Mittelbe ,reich zwischen die nicht zu verbindenden Flächen der Blech streifen des Bündels Distanzkörper (16) einlegt.

   5. Verfahren nach Patentanspruch II und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzkörper (16) aus Metallblech oder Kunststoff bestehen.

   6. Verfahren nach Patentanspruch II und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man die Distanzkörper (16) ungleich lang gestaltet.

   7. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeich net, dass man die Blechstreifen (24) an den Stellen (26, 27) seitlich mittels Randkörper (30), vorzugsweise aus Metall oder Kunststoff abstützt, wobei die Höhe dieser Rand körper geringer ist als die Bauhöhe des zu deformierenden Bündels.

   8. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeich net, dass man in die geschweissten Stellen (26, 27) Querrillen einpresst.

   9. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeich net, dass man an den zu verschweissenden Enden des Blech streifenbündels (12) je mindestens ein Sprengstoffpaket (44) auf mindestens einer Seite anordnet und die Sprengstoffpakete an beiden Enden gleichzeitig mittels Sprengkapseln zur Detonation bringt.

   10. Verfahren nach Patentanspruch II und Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass man beim einseitigen Spren gen zwischen der Blech- und der Sprengformauflagefläche eine Schicht, vorzugsweise aus Silikonöl, Kunststoff, Gummi oder Papier, einbringt.

   11. Verfahren nach Patentanspruch II und Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass man zwischen dem Blech und dem Sprengstoff eine Dämpfungsschicht anordnet, vorzugswei se aus Metall, Kunststoff oder Gummifolie.

   12. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekenn zeichnet, dass man den Leiter zwecks Längenanpassung nach dem Sprengschweissen staucht.